第12课-多进程程序设计

1. 创建进程

（1） 函数名

fork

（2） 函数原形

pid_t fork(void)

（3） 函数功能

创建一个子进程

（4） 所属头文件

#include<unistd.h>

（5） 返回值

成功：在父进程中返回子进程的pid，在子进程中返回的是0.

失败：-1

（6） 参数说明

无参数

（7） 范例程序

#include<unistd.h>

void main()

{

fork();

printf("program is end\n");

exit(0);

}

当我们运行这段程序的时候，我们发现program is end被打印了两次，下面我们来分析一下原因：

我们把上面的程序可以看成是父进程，当父进程运行到fork()函数的时候。会出现一个子进程，子进程的代码与父进程的一样。但是子进程并不是从代码的开头去运行，而是从fork()函数后面的代码开始运行。于是printf()函数一共被调用了两次。我们现在将程序做如下的修改：

#include<unistd.h>

void main()

{

pid_t pid;

pid = fork();

printf("pid is %d\n",pid);

exit(0);

}

程序被打印了两次，一次打印的是父进程的pid（是个数），一次打印的是子进程的pid（是0）。

这里面也出现了一个问题。那就是，既然父程序和子程序代码是一样的，我们怎么能让一样的代码去执行不一样的程序呢。实际我们只需要一个if语句就行，程序如下：

#include<unistd.h>

void main()

{

pid_t pid;

pid = fork();

if(pid>0)

{

printf("father process!\n");//操作1

exit(0);

}

else

{

printf("son process!\n");     //操作2

exit(0);

}

}

打印的结果是：father process！

son process！

2. 创建进程2

（1） 函数名

vfork

（2）函数原形

pid_t vfork(void)

（3）函数功能

创建一个子进程并且阻塞父进程

（4）所属头文件

#include<sys/types.h>

#include<unistd.h>

（5）返回值

成功：在父进程中返回子进程的pid，在子进程中返回的是0.

失败：-1

（6）参数说明

无参数

（7）范例程序

#include<unistd.h>

void main()

{

pid_t pid;

pid = vfork();

if(pid>0)

{

printf("father process!\n");//操作1

exit(0);

}

else

{

printf("son process!\n");     //操作2

exit(0);

}

}

打印的结果是：son process！

father process！

我们发现这里的程序和fork()的程序是一样的，但是产生的结果却是相反的。下面我们来分析一下：当我们创建了一个子进程后，到底是父进程还是子进程先运行呢？；而vfork()的作用是让子进程先运行；fork(()函数的作用不一定让那个程序先运行。

下面我们来分析一下fork()函数和vfork()函数的区别：

（1）父进程和子进程运行的顺序不同。

（2）我们来看一下下面两组程序的运行结果

#include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

void main()

{

pid_t pid;

int count = 0;

pid = fork();

count++;

printf("count = %d\n",count);

exit(0);

}

运行结果：count = 1;

count = 1;

#include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

void main()

{

pid_t pid;

int count = 0;

pid = vfork();

count++;

printf("count = %d\n",count);

exit(0);

}

运行结果：count = 1;

count = 2;

分析：count是存放在栈中的，当我们执行fork()时，我们将父进程中的栈也复制过来了，也就是子进程拥有自己独立的数据段和堆栈；在我们使用vfork()的时候，子进程是和父进程共享数据段和堆栈的。

3. 进程退出

我们在父进程中退出，可以使用return 0，也可以使用exit()，（exit(0)表示正常退出，exit(1)表示非正常退出）；在子进程中我们只能使用exit()进行退出。

（1） 函数名

exit()

（2） 函数原形

exit()

（3） 函数功能

退出进程

（4） 所属头文件

#include<unistd.h>

（5） 返回值

无

（6） 参数说明

无

4. 进程等待

（1） 函数名

wait

（2） 函数原形

pid_t wait(int *status);

（3） 函数功能

挂起调用它的进程，直到其子进程结束。

（4） 所属头文件

#include<sys/types.h>

#include<ysy/wait.h>

（5） 返回值

成功：返回终止的那个子进程的id

失败：-1

（6）参数说明

status：记录子进程的退出状态

（7）范例程序

#include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/wait.h>

void main()

{

pid_t pid;

pid = fork();

if(pid>0)

{

wait(NULL);

printf("father process!\n");//操作1

exit(0);

}

else

{

printf("child process!\n");     //操作2

exit(0);

}

}

结果显示：chlid process!

father process!

分析：在运行到父进程的时候进入wait(NULL)函数，直到子进程运行结束再运行父进程。

5. 执行程序

执行程序是一个exec族，其中包含：execl，execv，execle，execve，execlp，execvp。我们现在只对其中一个做介绍，因为它们的功能都是差不多的。我们可以自学system这个函数，它的功能和exec类似。

（1） 函数名

execl

（2） 函数原形

int execl(const char *pathname,const char *arg,...);

（3） 函数功能

运行可执行文件

（4） 所属头文件

#include<unistd.h>

（5） 返回值

成功：不返回

失败：有返回

（6） 参数说明

pathname：要运行的可执行文件的路径

arg（包括后面的参数）：可执行文件运行需要的参数。

（7） 范例程序

#include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/wait.h>

void main()

{

pid_t pid;

pid = fork();

if(pid>0)

{

wait(NULL);

printf("father process!\n");//操作1

exit(0);

}

else

{

execl("/bin/ls","ls","/home",NULL);

printf("child process!\n");     //操作2

exit(0);

}

}

运行结果：free test.txt work

father process！

在子进程中的运行结果和我们直接运行ls命令是一样的。但是子进程中的打印程序没有被显示出来。原因是，当我们运行execl()命令时，我们会保留原有的进程，它后面的内容会被覆盖。这也是它和fork()函数的区别。